Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (РА)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 20 (всего у книги 82 страниц)
Радиоактивные руды
Радиоакти'вные ру'ды, руды, содержащие минералы радиоактивных элементов (долгоживущие изотопы радиоактивных рядов 238U, 235U и 232Th). См. Урановые руды,Ториевые руды.
Радиоактивные ряды
Радиоакти'вные ряды', радиоактивные семейства, группы генетически связанных радиоактивных изотопов, в которых каждый последующий изотоп возникает в результате a– или b-распада предыдущего. Каждый Р. р. имеет родоначальника – изотоп с наибольшим периодом полураспада T1/2 . Завершают Р. р. стабильные изотопы.
Если ядро испускает a-частицу, его заряд (Z) уменьшается на 2, а массовое число (А) – на 4. При испускании b-частицы Z увеличивается на 1, а А не изменяется. Следовательно, в каждом Р. р. массовые числа изотопов могут или быть одинаковыми, или различаться на число, кратное 4. Если значения массовых чисел членов данного Р. р. делятся на 4 без остатка, то такие массовые числа можно выразить общей формулой 4n (где n — некоторое целое число): в тех же случаях, когда при делении на 4 в остатке будет 1, 2 или 3, общие формулы для массовых чисел можно записать как 4n + 1, 4n + 2 или 4n + 3. В соответствии с этими формулами различают 4 Р. р., родоначальниками которых являются 
(ряд 4n); 
(4n + 1); 
(4n + 2); 
(4n + 3). Сами Р. р. обычно называют по их родоначальникам. Поэтому говорят о Р. р. тория, нептуния, урана (238U) и актино-урана (235U). Иногда ряд 238U называют рядом урана-радия (наиболее устойчивый изотоп радия 226Ra – член этого Р. р.). Разумеется, радиоактивный изотоп может входить только в один какой-либо определённый Р. р.
В природе существуют ряды тория, актиноурана и урана-радия (естественные Р. р.). Это связано с тем, что периоды полураспада 232Th (T1/2 = 1,41×1010 лет), 235U (T1/2 = 7,13×108 лет) и 238U (T1/2 = 4,51×109 лет) соизмеримы с возрастом Земли (несколько миллиардов лет), и эти изотопы ещё не успели полностью распасться. Заканчиваются естественные Р. р. изотопами свинца 208Pb, 207Pb и 206Pb.
Период полураспада 237Np составляет 2,14×106 лет. Поэтому нептуния и членов его Р. р. в природе нет; все они были получены в 40—50-х гг. 20 в. искусственно, с помощью ядерных реакций. Завершается ряд 237Np стабильным 209Bi. Каждый Р. р. содержит как долгоживущие, так и короткоживущие изотопы (см. рис.). Если изотоп принадлежит к естественному Р. р., то он обязательно присутствует в природе, даже если скорость распада его ядер очень велика. Связано это с тем, что в Р. р. с течением времени устанавливается т. н. вековое равновесие. Время достижения такого равновесия во всём ряду приблизительно равно 10 периодам полураспада самого долгоживущего промежуточного члена ряда. При вековом равновесии скорости образования изотопа и его распада равны. Поэтому содержание такого изотопа остаётся практически неизменным в течение столетий. Оно с неизмеримо малой скоростью уменьшается лишь по мере распада родоначальника ряда.
Установлением векового равновесия в естественных Р. р. объясняется присутствие в природе таких относительно малоустойчивых радиоактивных химических элементов, как протактиний,актиний,радий,франций,радон,астат и полоний. Содержание каждого из них в природе тем ниже, чем меньше T1/2 соответствующих изотопов – членов Р. р. Так, на 1 т урана в природе приходится всего около 0,34 г изотопа 226Ra, имеющего T1/2 около 1600 лет.
Большинство членов естественных Р. р. имеет специальные названия и символы (см. рис.). Например, изотоп 230Th называется ионием (символ Io); 214Po – радием-це-штрих (RaC'), a 228Ra – мезоторием-один (MsTh1). Эти названия возникли исторически ещё до появления понятия об изотопах.
Некоторые изотопы – члены Р. р. – распадаются не по одному пути (a-, или b-распад), а по двум. Ядра таких изотопов в одних случаях испускают a-частицы, в других b-частицы. Например, 227Ac в ряду актиноурана в 988 случаях из 1000 претерпевает (a-распад, а в 12 случаях – b-распад. Вероятность распада по каждому пути (в процентах) указана числами около стрелок, соответствующих a- и b-распаду такого изотопа.
Лит. см, при ст. Радиоактивность.
С. С. Бердоносов.
Радиоактивные семейства
Радиоакти'вные семе'йства, то же, что радиоактивные ряды.
Радиоактивные элементы
Радиоакти'вные элеме'нты, химические элементы, все изотопы которых радиоактивны. К числу Р. э. принадлежат технеций (атомный номер 43), прометий (61), полоний (84) и все последующие элементы в периодической системе Менделеева. К 1975 известно 25 Р. э. Те из них, которые расположены в периодической системе за ураном, называются трансурановыми элементами. 14 Р. э. с атомным номером 90—103 во многом сходны между собой; они составляют семейство актиноидов. Из природных Р. э. только два – торий (атомный номер 90) и уран (92) имеют изотопы, периоды полураспада которых (T1/2) сравнимы с возрастом Земли. Это 232Th (T1/2 = 1,41×1010 лет), 235U (T1/2 = 7,13×108 лет) и 238U (T1/2 = 4,51×109 лет). Поэтому торий и уран сохранились на нашей планете со времён её формирования и являются первичными Р. э. Изотопы 232Th, 235U и 238U дают начало естественным радиоактивным рядам, в состав которых входят в качестве промежуточных членов вторичные природные Р. э. с атомный номер 84—89 и 91. Периоды полураспадов всех изотопов этих элементов сравнительно невелики, и, если бы их запасы не пополнялись непрерывно за счёт распада долгоживущих изотопов U и Th, они давно бы уже полностью распались.
Р. э. с атомный номер 43, 61, 93 и все последующие называются искусственными, т.к. их получают с помощью искусственно проводимых ядерных реакций. Это деление Р. э. на природные и искусственные довольно условно; так, астат (атомный номер 85) был сначала получен искусственно, а затем обнаружен среди членов естественных радиоактивных рядов. В природе найдены также ничтожные количества технеция, прометия, нептуния (атомный номер 93) и плутония (94), возникающих при делении ядер урана – либо спонтанном, либо вынужденном (под действием нейтронов космических лучей и др.).
Два Р. э. – Th и U – образуют большое число различных минералов. Переработка природного сырья позволяет получать эти элементы в больших количествах. Р. э. – члены естественных радиоактивных рядов – могут быть выделены радиохимическими методами из отходов производства Th и U, а также из торий– или урансодержащих препаратов, хранившихся долгое время. Np, Pu и др. лёгкие трансурановые элементы получают в атомных реакторах за счёт ядерных реакций изотопа 238U с нейтронами. С помощью различных ядерных реакций получают и тяжёлые трансурановые элементы Tc и Pm образуются в атомных реакторах и могут быть выделены из продуктов деления.
Многие Р. э. имеют важное практическое значение. U и Ри используют как делящийся материал в ядерных реакторах и в ядерном оружии. Облучение тория (его природного изотопа 232Th) нейтронами позволяет получить изотоп 233U – делящийся материал. Pm, Po, Pu и др. Р. э. применяют для изготовления атомных электрических батареек со сроком непрерывной работы до нескольких лет. См. статьи об отдельных радиоактивных элементах, а также Радиоактивные минералы,Ториевые руды,Урановые руды.
Лит.: Несмеянов Ан. Н., Радиохимия, М., 1972.
С. С. Бердоносов.
Рис. к ст. Радиоактивные элементы.
Радиоактивный каротаж
Радиоакти'вный карота'ж, совокупность методов геофизических исследований скважин, основанных на регистрации радиоактивных (точнее, ионизирующих) излучений. Существуют 2 основные труппы методов Р. к.: g-каротаж и нейтронный каротаж. В свою очередь, методы g-каротажа делятся на измерение интенсивности (и энергетического спектра) g-лучей, обусловленных естественной радиоактивностью горных пород (поиски и разведка руд, содержащих U, Th, К), и измерение интенсивности вторичного g-излучения, возникающего в породе, облученной источником g-лучей (g—g-каротаж), который опускается в скважину вместе с детектором вторичных g-квантов. g—g-каротаж применяется для определения плотности пород (в частности, угольных месторождений) и опробования однокомпонентных руд тяжёлых металлов. Рентгенорадиометрический каротаж (руда облучается g-квантами, измеряется спектр характеристического рентгеновского излучения отдельных элементов) служит для опробования руд тяжёлых металлов сложного минерального состава, гамма-нейтронный каротаж – для определения содержания Be.
Радиоактивных веществ токсичность
Радиоакти'вных веще'ств токси'чность, вредное воздействие химических веществ вследствие содержания в них в различных концентрациях радиоактивных элементов. Под воздействием ионизирующего излучения, испускаемого этими элементами, происходят изменения в жизнедеятельности и структуре живых организмов (см. Биологическое действие ионизирующих излучений). Радиоактивные вещества загрязняют окружающее пространство (см. Радиоактивное загрязнение), оборудование, рабочие помещения и воздух в них. Загрязнённость радиоактивными веществами воздуха и воды выражают в единицах кюри, а загрязнённость поверхностей – числом частиц (a– или b-), испускаемых с единицы поверхности в мин, или числом импульсов, регистрируемых радиометрическими приборами в мин/см2. Существующие радиометрические методы позволяют обнаруживать даже незначительные количества радиоактивного вещества (см. Радиохимический анализ,Радиометрический анализ). В ряде случаев вещества имеют двоякую токсичность: 1) собственно химическую, вызванную химическими свойствами элементов и соединений, входящих в данное вещество; 2) Р. в. т., иногда называемую, в отличие от химической, радиотоксичностью.
В зависимости от токсичности радиоактивных элементов они разделены на пять групп:
Группа А – изотопы с особо высокой радиотоксичностью, например: 210РЬ, 210Po, 226Ra, 228Th, 230Th, 232Th, 232U, 237Np, 238Pu,239Pu,241Am, 242Cm.
Группа Б – изотопы с высокой радиотоксичностью, например: 90Sr,106Ru, 124Sb, 126I,129I, 131I,144Ce, 170Tm, 210Bi, 223Ra, 224Ra, 227Th, 234Th, 230U, 233U, 234U, 235U, 241Ru.
Группа В – изотопы со средней радиотоксичностью, например: 22Na, 24Na, 32P, 35S, 36Cl, 54Mn, 56Mn, 59Fe, 60Co, 82Br, 89Sr, 91Y, 90Y, 95Nb, 95Zr, 105Ru, 125Sb, 132I,133I, 134I, 134Cs, 137Cs, 141Ce, 171Tm, 203Pb, 206Bi, 231Th, 239Np.
Группа Г – изотопы с малой радиотоксичностью, например: 14C, 38Cl, 55Fe, 64Cu, 69Zn, 71Ge, 91mY, 97Zr,96mTc,99mTc, 131Cs, 134mCs, 136Cs.
Группа Д – изотопы с наименьшей радиотоксичностью, например 3H.
Степень опасности радиоактивного элемента ограничивается предельно допустимым его количеством, не требующим для работы с ним разрешения санитарно-эпидемической службы.
Радиоактивное облучение организма разделяется на внешнее и внутреннее. Внешнее облучение вызывается внешними по отношению к организму источниками излучения. Внутреннее облучение проявляется при воздействии ионизирующих излучений попадающих внутрь организма радиоактивных веществ (радиоактивные загрязнения кожного покрова человека относятся к смешанному типу воздействия). Для каждой группы особо чувствительных к облучению органов человека устанавливаются допустимые дозы внешнего и внутреннего облучения, отдельно для работающего персонала и населения. При работе с радиоактивными веществами обслуживающий персонал соприкасается со всеми видами ионизирующего излучения, принадлежащего радиоактивным элементам. Исходя из возможных последствий влияния радиоактивных веществ на организм, установлены три категории облучаемых лиц: персонал, отдельные лица населения, население в целом. В соответствии с этими категориями установлены предельно допустимые дозы облучения и предельно допустимое проникновение радиоактивных веществ в организм. Важным условием обеспечения безопасности при работе с радиоактивными веществами является организация рабочего места и меры индивидуальной защиты от излучения, исключающие возможности попадания радиоактивного вещества в организм. Работа с радиоактивными веществами производится под надзором медико-санитарной службы и службы дозиметрии, определяющей радиоактивность воздуха, загрязнённость поверхности оборудования, помещения, спецодежды, открытых рук и лица. При обнаружении нарушения установленных допустимых норм загрязнения принимаются меры, устраняющие загрязнения, в соответствии с «Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами». Радиоактивные отходы и загрязнённое оборудование являются источниками распространения радиоактивных веществ, удаление которых из рабочих помещений осуществляется в соответствии с имеющимися правилами.
Вопросами токсичности и установления норм безопасности при защите от излучения занимается специальная Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ). На основе материалов МКРЗ и трудов советских учёных в СССР разработаны нормы радиационной безопасности (НРБ-69), которые являются обязательными для всех, работающих с радиоактивными веществами.
Лит.: Защитное оборудование, средства индивидуальной защиты и защитные материалы для работы с радиоактивными веществами. Каталог, М., 1966; Нормы радиационной безопасности (НРБ-69), М., 2 изд., 1972; Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП-72), М., 1972; Рекомендации Международной комиссии по защите от излучений, пер. с англ., М., 1958.
З. В. Ершова.
Радиоастрономические обсерватории
Радиоастрономи'ческие обсервато'рии, научные учреждения, занимающиеся наблюдением электромагнитного излучения небесных объектов в радиоастрономическом диапазоне волн (примерно от 1 мм до 1 км) и изучающие эти объекты на основе наблюдений. Первая Р. о. созданная в конце 50-х гг. 20 в. в Великобритании (Джодрелл-Бэнк, близ Манчестера). Открытие небесных источников радиоизлучения (см. Радиоастрономия) привело к тому, что в конце 40 – начале 50-х гг. при университетах и научных учреждениях стали создаваться радиоастрономические группы (Кембриджский и Манчестерский университеты в Великобритании, Военно-морская исследовательская лаборатория в США, Физический институт им. П. Н. Лебедева АН СССР и Горьковский университет в СССР, Сиднейский университет в Австралии). Радиоастрономические отделы возникли в ряде астрономических обсерваторий, в том числе в СССР – на Бюраканской астрофизической обсерватории АН Армянской ССР, на Главной астрономической (Пулковской) обсерватории АН СССР, Крымской астрофизической обсерватории АН СССР. В дальнейшем стали создаваться специализированные Р. о., научная тематика которых в значительной степени определяется возможностями их радиотелескопов. В 70-х гг. существует около 100 Р. о. Позднее, в соответствии с общей тенденцией развития науки, возникли национальные Р. о., прежде всего в тех странах, где существовало много мелких Р. о.
К числу основных Р. о. в СССР относятся: Серпуховская Р. о. Физического института ЛН СССР (крестообразный радиотелескоп метрового диапазона размером 1 км, высокоточный параболоид диаметром 22 м и многоэлементная решётка метрового диапазона для исследования пульсаров), занимающаяся исследованием всех небесных объектов, от Солнца до внегалактических источников радиоизлучения; Р. о. Специальной астрофизической обсерватории АН СССР (600-м кольцеобразный радиотелескоп сантиметрового диапазона); Симеизская Р. о. Крымской астрофизической обсерватории АН СССР (точный полноповоротный 22-м параболоид для волн миллиметрового диапазона), в основном занимающаяся исследованием Солнца; Р. о. института радиофизики и электроники АН УССР (крупнейший радиотелескоп дециметрового диапазона), исследующая главным образом дискретные радиоисточники внегалактического происхождения, а также некоторые объекты в нашей Галактике (сверхновые звёзды, пульсары); Р. о. Пулковской обсерватории (130-м радиотелескоп специальной формы для волн сантиметрового диапазона), основным направлением исследований которой являются солнечная и галактическая радиоастрономия; Р. о. Радиофизического института в Горьком (точнейший 25-м телескоп для волн короткого миллиметрового диапазона), занимающаяся в основном планетной радиоастрономией.
Среди зарубежных Р. о. наиболее значительны следующие.
В США: Национальная Р. о. Грин-Бэнк, Западная Виргиния (трёхэлементный интерферометр с переменной базой до 2,4 км, состоящий из 25-м антенн, 42-м параболоид для диапазона волн до 2 см, 91-м параболоид для диапазона волн до 6 см; 11-м параболоид для волн до 0,3 см – на Китт-Пик), занимающаяся всеми направлениями исследований, кроме изучения Солнца. Р. о. в Аресибо, Пуэрто-Рико (300-м земляная сферическая чаша для работы на волнах до 10 см), ведающая в основном картографированием планет, галактической и внегалактической радиоастрономией; Р. о. Оуэнс-Валли, Калифорния (интерферометр из двух 27-м параболоидов и 40-м параболоида).
В Великобритании: Р. о. Джодрелл-Бэнк, близ Манчестера (76-м параболический радиотелескоп для волн до 20 см, два меньших параболоида, работающих в режиме интерферометра с 76-м параболоидом), занимающаяся галактическими и внегалактическими исследованиями; Р. о. в Кембридже [интерферометры для построения радиоизображения размером 5 см (8 элементов) и 1,6 км (3 элемента) для внегалактических исследований на волнах дециметрового и сантиметрового диапазонов, антенная решётка метрового диапазона для исследования пульсаров и солнечного ветра].
В Австралии: Р. о. в Парксе, Новый Юж. Уэльс (64-м параболоид для волн до нескольких см, который может работать вместе с 20-м подвижным параболоидом), в основном ведущая галактические и внегалактические исследования; Р. о. в Молонгло (крестообразный 1,6-км радиотелескоп для l = 75 см и 3 м).
Во Франции: Р. о. в Нансе (большой радиотелескоп 200 м ´ 40 м для волн дециметрового диапазона, а также нескольких солнечных радиотелескопов); основное направление исследований – изучение строения и динамики галактик.
В Нидерландах: Р. о. в Вестерборке (многоэлементный радиотелескоп размером 1 км, действующий на волнах 21 см и 6 см и состоящий из двенадцати 20-м параболоидов), ведущая в основном внегалактические исследования.
В ФРГ: Р. о. в Бохуме (крупнейший параболоид диаметром 100 м для волн до 2 см, универсальный радиотелескоп для галактических и внегалактических исследований).
В Индии: Р. о. в Утакамунде, Северная Индия (цилиндрический радиотелескоп длиной 500 м для волн метрового диапазона для наблюдения затмений радиоисточников Луной).
Лит. см. при ст. Радиоастрономия.
Ю. Н. Парийский.
Радиоастрономия
Радиоастроно'мия, раздел астрономии, в котором небесные объекты – Солнце, звёзды, галактики и др. – исследуются на основе наблюдений излучаемых ими радиоволн в диапазоне от долей мм до несколкьих км. Иногда к Р. относят также и радиолокационную астрономию, которую называют в этом случае активной Р., в отличие от пассивной Р., занимающейся наблюдениями собственного радиоизлучения небесных объектов.
Наблюдения в радиодиапазоне электромагнитных волн существенно дополняют наблюдения небесных тел в оптическом и др., более коротковолновых, диапазонах (в т. ч. в рентгеновском). Уже в 19 в. были высказаны предположения о существовании радиоизлучения Солнца и предприняты попытки зарегистрировать его. Однако чувствительность применяемых приёмников радиации оказалась для этого совершенно недостаточной. Лишь в 1931 К. Янский (США) на волне 14,6 м случайно обнаружил ощутимое радиоизлучение Млечного Пути. В 1942 было обнаружено радиоизлучение спокойного Солнца, в 1945 – Луны, в 1946 был открыт первый «дискретный» (т. е. малого размера) источник радиоизлучения в созвездии Лебедя. Его физическая природа оставалась неизвестной вплоть до 1954, когда на месте этого радиоисточника наконец удалось увидеть в оптическом диапазоне удалённую Галактику.
В 60-х гг. 20 в. результаты радиоастрономических наблюдений нашли широкое применение в изучении физических явлений, происходящих в небесных объектах.
Путём теоретических исследований было установлено, что почти все наблюдаемые радиоастрономические явления связаны с известными в физике механизмами радиоизлучения: тепловым излучением твёрдых тел (планеты и малые тела Солнечной системы); тормозным излучениемтепловых электронов в полях ионов космической плазмы (газовые туманности в Галактике, атмосфера Солнца и звёзд); магнитотормозным излучением тепловых, субрелятивистских и релятивистских электронов в космических магнитных полях (активные области на Солнце, пояса радиации вокруг некоторых планет, радиогалактики, квазары), различными коллективными процессами в плазме (вспышки радиоизлучения на Солнце и Юпитере и др. явления). Наряду со сплошным (непрерывным) спектром радиоизлучения, обусловленным перечисленными причинами, обнаружено также монохроматическое излучение небесных объектов. Основными механизмами образования спектральных радиолиний являются квантовые переходы между различными атомными и молекулярными энергетическими уровнями. Среди атомных радиолиний большую роль в Р. играет линия нейтрального водорода с длиной волны 21 см, возникающая при переходах между сверхтонкими подуровнями в атоме водорода, и рекомбинационные линии возбуждённого водорода (см. Рекомбинации). Из многих десятков обнаруженных молекулярных радиолиний большая часть связана с переходами между подуровнями энергии, обусловленными вращением молекул (вращательными подуровнями).
Исследование космического радиоизлучения проводится с помощью радиотелескопов. Для наблюдений сплошного спектра применяются широкополосные радиометры; спектральные линии регистрируются при помощи радиоспектрографов различного типа. Специальные устройства радиотелескопов – радиоспектрометры,радиополяриметры и др. позволяют исследовать спектральный состав, интенсивность, поляризацию и др. характеристики радиоизлучения. Сигналы, приходящие от космических источников, как правило, очень слабы, вследствие чего для радиоастрономических исследований сооружают радиотелескопы с очень большими антеннами, применяют наиболее чувствительные приёмные устройства. Так, площадь антенны крупнейшего радиотелескопа составляет около 100 000 м2 (Т-образный телескоп под Харьковом, СССР), а самый чувствительный радиометр может зарегистрировать изменение температуры на 0,001—0,0001 К. Радиоизображения небесных объектов строятся как с помощью одиночных (например, параболических) зеркал (как в оптической астрономии), так и путём более сложных – радиоинтерферометрических методов наблюдений (см. Радиоинтерферометр). Эти методы позволяют «синтезировать» радиоизображение небесных тел, в течение некоторого времени накапливая излучение, приходящее от исследуемого объекта. Успехи в регистрации высокочастотных электрических колебаний и стабилизации частоты позволили проводить интерферометрические наблюдения, сопоставляя записи, получаемые в далеко разнесённых пунктах, не связанных между собой радиочастотными каналами связи. Большие расстояния между пунктами наблюдений обеспечивают высокую разрешающую способность при определении направлений на источники радиоизлучения. С помощью радиотелескопов проводятся поисковые обзоры неба и детально исследуются отдельные объекты. Обнаруженные радиоисточники заносятся в каталоги; к 1974 опубликовано около 100 каталогов, в которых приведены сведения о десятках тысяч объектов, большая часть из которых расположена далеко за пределами нашей Галактики.
По объектам исследования Р. условно делится на солнечную, планетную, галактическую и метагалактическую (внегалактическую).
Солнечная Р. изучает атмосферу Солнца (хромосферу, корону, сверхкорону, солнечный ветер). Основная проблема – выяснение природы активности Солнца. Характер радиоизлучения Солнца различен в разных диапазонах. Радиоизлучение в миллиметровом диапазоне, связанное с тормозным излучением электронов плазмы солнечной хромосферы в электрических полях ионов, относительно спокойно. В сантиметровом диапазоне радиоизлучение в значительной степени зависит от тормозного и магнитотормозного излучения горячей намагниченной плазмы над солнечными пятнами. Наконец, в метровом диапазоне волн радиоизлучение Солнца очень нестабильно и имеет форму всплесков над относительно стабильным уровнем тормозного излучения солнечной короны. Мощность всплесков иногда в десятки миллионов раз превосходит излучение спокойной короны. Эти всплески, по-видимому, вызываются прохождением потоков быстрых частиц сквозь атмосферу Солнца. Солнечный ветерисследуется по рассеянию в нём радиоволн, идущих от удалённых радиоисточников.
Планетная Р. исследует тепловые и электрические свойства поверхности планет и их спутников, их атмосферы и радиационные пояса. Радиоастрономические наблюдения существенно дополняют результаты, полученные в оптическом диапазоне; особенно это относится к планетам, поверхность которых скрыта от земного наблюдателя плотными облаками. Радиоастрономические наблюдения позволили измерить температуру поверхности Венеры, оценить плотность её атмосферы; благодаря таким наблюдениям обнаружены радиационные пояса Юпитера и мощные вспышки радиоизлучения, возникающие в его атмосфере.
Радиолокационные методы позволяют с очень высокой точностью измерять расстояния до планет, периоды их вращения, осуществить картографирование поверхностей планет.
Галактическая Р. изучает структуру нашей Галактики, активность её ядра, физическое состояние межзвёздного газа и природу различных галактических источников радиоизлучения. Мощными галактическими источниками радиоизлучения являются остатки сверхновых звёзд, а также облака газа, ионизованного ультрафиолетовым излучением звёзд. В 1967 были обнаружены пульсары — источники пульсирующего радиоизлучения. Эти объекты, по-видимому, связаны с быстро-вращающимися нейтронными звёздами, в мощной магнитосфере которых и возникает радиоизлучение. В том же году были обнаружены источники исключительно ярких и узких радиолиний гидроксила OH, а затем и линий некоторых молекул. Происхождение этих линий, вероятно, связано с действием мазерного механизма излучения (см. Мазеры). Другим мощным космическим мазером является водяной пар, находящийся в особых условиях в компактных облаках межзвёздного газа. Физические условия в межзвёздном газе изучаются также с помощью радиолиний возбуждённого водорода и большого числа молекулярных линий. Зарегистрировано радиоизлучение новых звёзд некоторых др. типов. Особое внимание привлекло изучение радиоизлучения тесных двойных звёзд, в которых один из компонентов, возможно, является «чёрной дырой». Галактическая Р. изучает также структуру магнитного поля Галактики и способствует решению проблемы происхождения космических лучей.
Метагалактическая Р. изучает все объекты, находящиеся за пределами нашей Галактики. Подавляющее число этих объектов является т. н. нормальными галактиками. Для них характерно относительно слабое радиоизлучение, связанное с движением быстрых электронов в магнитных полях этих галактик. Галактики с более активными ядрами обладают радиоизлучением, мощность которого выше, чем у нормальных галактик, в сотни раз. Ещё в сотни и тысячи раз более мощное радиоизлучение характерно для радиогалактик. Подавляющая часть радиогалактик имеет двухкомпонентную структуру, так что оптический объект (как правило, гигантская эллиптическая галактика) расположен между компонентами, причём часто также является источником очень слабого радиоизлучения. Каждая компонента обычно имеет яркую деталь вблизи края. По-видимому, компоненты радиогалактик были выброшены из ядер оптических галактик и разлетаются с большими скоростями в стороны от них.
Энергия релятивистских электронов и магнитного поля в компонентах радиогалактик достигает огромной величины, насчитывающей 1061эрг и, вероятно, пополняется при эпизодически происходящих взрывах в ядрах галактик. Причина столь бурной активности этих ядер пока (1975) остаётся загадкой.
Однако самыми мощными внегалактическими радиоисточниками являются квазары, видимые в оптическом диапазоне, но совершенно не похожие на обычные галактики. Радиоизлучение квазаров переменно: оно заметно изменяется за время от нескольких недель до нескольких лет, что может быть только при относительно малых линейных размерах радиоизлучающих областей в них. Это подтверждается прямыми наблюдениями структуры квазаров: с помощью интерферометров с большой базой обнаружены детали размером менее 10-3сек дуги, которые могут быть облаками или потоками ультрарелятивистских частиц, движущихся в магнитных полях. Детальная структура квазаров пока изучена недостаточно, а природа их ещё неизвестна.
Помимо дискретных внегалактических радиоисточников, наблюдается также фоновое излучение метагалактики. Оно складывается из совокупного радиоизлучения большого числа не наблюдаемых раздельно слабых радиоисточников и изотропного излучения, соответствующего температуре около 2,7 К. Последнее представляет собой излучение вещества, заполняющего метагалактику на ранней стадии развития Вселенной, когда это вещество (плазма) было плотнее, чем в современную эпоху, и имело температуру 3000—5000 К. Это излучение называют реликтовым излучением. Т. о., обнаружение реликтового излучения свидетельствует о том, что ранее Вселенная не была такой, как сейчас, – она была плотней и горячей. Подсчёты числа внегалактических радиоисточников также подтверждают предположение о том, что ранее либо пространственная плотность радиоисточников в окрестностях нашей Галактики была выше, либо они были в среднем значительно мощнее, чем в современную эпоху. Вместе с этим оказалось, что видимая пространственная плотность радиоисточников на очень больших расстояниях (т. е. на ещё более ранних стадиях эволюции Вселенной) быстро падает. Это можно объяснить тем, что в ту эпоху не было источников радиоизлучения (а возможно, и галактик вообще). Однако падение пространственной плотности может быть результатом и сильного рассеяния радиоизлучения в метагалактическом газе.
Исследования в области Р. проводятся во многих астрономических обсерваториях и институтах; существуют специальные радиоастрономические обсерватории. Координацией их деятельности в СССР занимается научный совет по проблеме «Радиоастрономия» АН СССР и Астрономический совет АН СССР. Деятельность радиоастрономических учреждений в международном масштабе курируется Международным астрономическим союзом.
Лит.: Шкловский И. С., Космическое радиоизлучение, М., 1956; Каплан С. А., Пикельнер С. Б., Межзвёздная среда, М., 1963; Каплан С. А., Элементарная радиоастрономия, М., 1966; Краус Д. Д., Радиоастрономия, пер. с англ., М., 1973; Пахольчик А. Радиоастрофизика, пер. с англ., М., 1973.
